我國科學(xué)家在藻類捕光天線蛋白領(lǐng)域取得新進(jìn)展

    硅藻貢獻(xiàn)了地球上每年原初生產(chǎn)力的20%左右，這都與其光系統(tǒng)II（PhotosystemII，PSII）以及外周捕光天線的功能密切相關(guān)。硅藻PSII的外周捕光天線結(jié)合了巖藻黃素和葉綠素a/c的蛋白（FucoxanthinChl a/c binding proteins，F(xiàn)CPs），具有強(qiáng)大的藍(lán)綠光捕獲能力和快速光適應(yīng)能力。然而硅藻FCPII天線蛋白與PSII核心復(fù)合體的結(jié)合方式、相互作用機(jī)制并不清楚，其能量傳遞、轉(zhuǎn)換和光保護(hù)機(jī)制尚未得到闡明。

    在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“蛋白質(zhì)機(jī)器與生命過程調(diào)控”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，中國科學(xué)院植物研究所的沈建仁研究員和匡廷云院士團(tuán)隊(duì)致力于高等植物和藻類捕光天線蛋白的研究工作。他們利用單顆粒冷凍電鏡技術(shù)解析了一種中心綱硅藻——Chaetoceros gracilis的PSII-FCPII超級復(fù)合體的3.0 ?分辨率的三維結(jié)構(gòu)，這是國際上首次報(bào)道硅藻光系統(tǒng)—捕光天線超級復(fù)合體的結(jié)構(gòu)。該成果為揭示PSII復(fù)合體的進(jìn)化演變提供了重要線索，也為PSII的超快動力學(xué)、理論計(jì)算和人工模擬光合作用研究提供了新理論依據(jù)，同時(shí)為后續(xù)指導(dǎo)設(shè)計(jì)新型作物、提高作物的捕光和光保護(hù)效率提供了新思路。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Science雜志上。